一种基于二次规划的航天器固定时间重定向控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于二次规划的航天器固定时间重定向控制方法，包括以下步骤：(1)获取航天器的当前姿态和角速度；(2)建立有指向约束航天器姿态重定向控制问题；(3)设计控制障碍函数；(4)设计控制李雅普诺夫函数；(5)选取合适的二次代价函数，结合控制李雅普诺夫函数和控制障碍函数，构成二次规划问题，通过求解该问题获得满足约束的最优控制输入；本发明专利技术能够在考虑能源消耗的前提下保证航天器在预设定的固定时间内调整到期望的姿态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航天器控制，具体涉及一种基于二次规划的航天器固定时间重定向控制方法。

技术介绍

1、航天器姿态重定向是航天工程领域的一个至关重要的技术环节，涉及到如何在复杂的太空环境下精确地调整航天器，以保证其有效载荷或探索设备准确地指向目标或感兴趣的区域。由于航天器所搭载的某些光学传感器(如红外成像仪、高光谱成像仪等)不能指向红外辐射或可见光较为强烈的区域，否则会导致这些载荷损伤或性能下降，因此在重定向过程中需要考虑指向禁止约束，也即光敏传感元件需与太阳保持在一定角度之外。

2、现有的处理指向约束下的重定向姿态控制方法主要分为两大类：第一类是路径规划法，这种方法是在状态空间中设计一条满足状态约束的可行轨迹，然后构造合适的控制策略，使得航天器的姿态跟踪上所设计的轨迹。这种算法占用的计算资源较大，且由于模型不确定性和外部扰动的存在，实际航天器往往无法精确跟踪上所规划的路径。另一类方法是势函数方法，该方法首先构造一个包含吸引势和排斥势的非负势函数，使得系统状态在期望姿态时势函数的值为零，在违反约束时变为无穷大；然后结合反步法、滑模控制技术或最优控制设本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于二次规划的航天器固定时间重定向控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于二次规划的航天器固定时间重定向控制方法，其特征在于，步骤(2)公式如下：

3.根据权利要求1所述的一种基于二次规划的航天器固定时间重定向控制方法，其特征在于，步骤(3)公式如下：

4.根据权利要求1所述的一种基于二次规划的航天器固定时间重定向控制方法，其特征在于，步骤(4)中的滑模面设计为

5.根据权利要求1所述的一种基于二次规划的航天器固定时间重定向控制方法，其特征在于，步骤(5)中的二次代价函数选取为>

6.一种基于...

【技术特征摘要】

1.一种基于二次规划的航天器固定时间重定向控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于二次规划的航天器固定时间重定向控制方法，其特征在于，步骤(2)公式如下：

3.根据权利要求1所述的一种基于二次规划的航天器固定时间重定向控制方法，其特征在于，步骤(3)公式如下：

4.根据权利要求1所述的一种基于二次规划的航天器固定时间重定向控制方法，其特征在于，步骤(4)中的滑模面设计为

5.根据权利要求1所述的一种基于二次规划的航天器固定时间重定向控制方法，其特征在于，步骤(5)中的二次代价函数选取为

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【专利技术属性】
技术研发人员：史晓宁，周智刚，吴福生，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：